S216道路顶管穿越公路工程施工设计方案.doc

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1、目 录1.0编制依据12.0工程概况13.0施工程序23.2顶管技术要求24.0施工方案35.0主要材料及技术措施用料计划表86.0人员配备107.0安全措施108.0质量保证措施111.0编制依据1.1 苏5-1干线B段设计图纸。1.2天然气集输管道施工及验收规范SY0466-971.3石油天然气管道穿越工程施工及验收规范SY4079-951.4钢质管道穿越铁路和公路推荐作法SY/T0325-20012.0工程概况苏5-1干线地处毛乌素沙漠,人烟稀,道路少。地貌单元主要为固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘,在沙丘间的滩地处地下水位埋深1.52.5米,并且水位受降雨因素的影响。管线设计压力为4.0

2、MPa,主体规格为L360-6107.1,实长为54.4km。管线穿越S216道路1次,穿越位于桩Q20-Q21,穿越水平测量长度40m,地貌单元为半固定沙丘,管线规格为L360-6108.8,防腐等级为三层PE加强级,钢套管规格为混凝土顶管12002002200 长2.240米。公路穿越方法为顶管穿越。现场勘查实际地形见下图一：路面宽14米2.5米2.9米套管长40米6108.8管线发送端发送端图一：公路穿越处断面示意图3.0施工程序3.1施工程序施工准备测量放线无损检测管线预制水压试验挖操作坑地基处理,制作靠背墙安装支架补口补伤就位顶管设备、套管测量校正校 正顶 进测 量排 土拆除顶管设施

3、恢复地貌封堵套管穿越工作管3.2顶管技术要求1.在顶管时按照第一、第二根顶管顶进方法依次顶进。开始顶第一根套管,先用水平尺测量套管水平度小于3,且不超过80,当把套管顶进1m后,再测量一次,看管线位置、标高是否发生偏移现象,如发生偏移时,要及时采取校正措施。套管穿越时轴线左右允许偏差不大于1.5%L,深度允许偏差不大于1.5%L。顶进时,千斤顶安装应平直,顶进时严防偏心,并随时注意变化,发现不正常时,立即停止顶进,并检查原因,然后吊入第二根套管。2、在放第二根套管前,应先进行管内清土,套管内的土倒运完以后,再装第二根套管,在两管接口处采用焊接连接,套管连接时采用离地探测仪和经纬仪进行调直。3、

4、每换一根套管都用离地探测仪和经纬仪测量套管中心,套管前后的标高差,边顶边测量,如有偏差,随时进行调整。同时在顶进过程中随时用离地探测仪、经纬仪和水平尺配合,检查进管的长度、水平度和与设计轴线的偏差。以施工放线时布置的中心桩为准进行监测,发现位移,要采取适当措施予调整过来。每次纠偏角度不宜过大,可根据顶进长度和土质情况来确定,一般可在520之间选择。 4、纠偏调整措施有：发生左右偏斜时,可在套管偏向设计中心的一侧进行适当超挖土,而在相对的一侧不超挖或留坎,使套管在继续顶进时,逐渐回到设计位置。如发生向上、向下偏斜时,可在套管的末端和千斤顶之间加一块相应厚度的楔形钢板,让千斤顶和套管之间形成一角度

5、,顶进时可使被顶管得到纠正。4.0施工方案4.1施工准备1施工前熟悉施工图纸,了解穿越地点的详细情况。2按穿越施工计划及时向监理递交施工方案,并在当地路政部门办理穿越施工许可证。3安排施工队伍、机具、材料及安装安全防护和安全警示设施。4.2 测量放线1根据设计控制桩,用经纬仪打出穿越管线的中心桩,并撒上白灰线。2定出施工区域边界线的位置,其面积不小于2070m,便于停放挖掘机、发电机等施工设备。3发送坑的尺寸比接收坑的尺寸大,发送坑的位置应确定在路边自然地坪较低的一侧,以减少土方施工量。4在现场撒出两个操作坑的正确尺寸和位置的白灰线。4.3挖发送操作坑、接收坑1单斗挖掘机和人工配合,挖操作坑。

6、2发送坑坑底尺寸加靠背墙：底长11m,底宽为4m8m的梯形；深度比设计要求管底标高深0.8 m,即3.2米；接收坑坑底尺寸：底长4m,底宽4m,深度比设计要求管底标高深0.2m,即2.7米根据图一。3操作坑边坡比为11,并在坑壁三面用草袋装原土堆砌,同时开挖安全通道,通道宽2m,坡度11。4发送操作坑底要精细找平。坑底用碎石打300mm厚基础,用砂子找平,并用4根1596钢管做成管排,以保证主机及滑轨的平稳性。5在地下水位较高处,可采用明沟排水或在操作坑一角挖110.8m集水坑,配备潜水泵。6在开挖操作坑、接收坑时采取降水措施,操作坑、接收坑采用多管井降水,每处打7个多管井,每根井深15m,后

7、用汇管连接,采用离心泵抽水。多管井采用48的PVC管,汇管采用89的PVC管。7操作坑工作示意图见图二8靠背墙做法承受顶进反作用力的操作坑靠背墙长度8 m,靠背墙与水平面垂直,其允许偏差为5。靠背墙主要靠用159管排受力,管排下插入处理好的基础250mm,前面垫两层枕木,横放一层,竖放一层,并在枕木前加一层12mm厚钢板做承力板,钢板规格为2m2m,并对作业坑靠背墙后进行加固,公路路面套管液压千斤顶2-3m靠背墙支撑墙承力板顶盘平台及导向管图二、公路顶管穿越简图做法见图三：图三、靠背墙做法图4.4 设备安装就位1用吊车将顶管平台及承力板、管排吊入坑内。顶管平台由12mm5m2m钢板做成,在安装

8、时保证承力板垂直,顶管平台水平,确保千斤顶推盘垂直、平整,其中心线与导向管中心线重合,允许偏差为5 mm。 2为保证被顶入的套管不产生上下左右方向的倾斜及便于套管间连接,在顶管平台上预定穿越方向焊接两根相互平行并与平台平行的导向管,导向管由219钢管作成,每根长4.5m,这样也可以保证套管中心线与推盘中心线重合。4.5套管顶进穿越1将第一根套管吊放在顶管平台上的导向管上,沿套管端面均匀掘进200mm左右后启动千斤顶,推盘推动套管进行顶进,直至完成整根套管。2当整根套管大部分顶进土中时,千斤顶推盘后退,吊入下根套管进行两根套管之间的连接,在管内两管之间安装钢板胀圈使之对中,避免出现斜口影响顶进质

9、量。3以同样工序顶进第二根、第三根、第四根、第五根、第六根套管,直到完成整个穿越4。顶进作业时,第一根套管顶进方向的准确性是关键,偏差不得超过顶进长度的1.5%。5顶管时应采用测量仪器控制中心线和高程,以施工放线时布置的中心桩为基准进行导向监控。6顶管中心线偏差不得超过顶进长度的1.5%,当偏差过大时,采用千斤顶在套管头部进行纠偏,每次纠偏角度不宜过大,一般在5-20mm之间为宜。7顶管完工后,套管内表面及穿越两端外表面用热沥青涂刷防水层两遍。8接缝灌注：套管顶穿完成后,管与管之间采用沥青麻丝进行封堵。封堵要求严格按照设计要求进行。9套管内表面和两端外表面热涂两遍石油沥青防水层。4.6设备撤离

10、：套管顶管穿越完工后,将顶管平台及千斤顶用吊车吊离并运走。4.7主管组焊及探伤主管组焊可在施工便道上与套管顶管同时进行,组焊及焊后无损探伤及返修按相应的施工规范进行。4.8试压合格后进行补口、补伤,按设计要求安装绝缘支撑。4.9牵引主管进套管1挖通管沟及操作坑靠背墙,用40T吊管机及12T吊车配合吊管下沟。2在接收坑侧安装一台20T卷扬机,主管进口端焊接管拖头,用钢丝绳与卷扬机连接。3卷扬机牵引主管时,另一侧吊管机配合递送。4.10套管封堵按照套管和主管的实际偏心环形空间制作木挡板,安置在嘴外端支撑块处,外面空间用素混凝土填赛,混凝土与管道结合处预留30mm空隙可用模板抽出,最后用沥青麻丝将此

11、缝连同套管端一同封堵。沥青麻丝的厚度不小于50mm。4.11恢复地貌1施工结束后,回填操作坑及管沟。2操作坑内输送管下的细土应仔细回填并夯实,做法为先用沙袋将穿越段输送管两侧牢固地支撑住,然后将输送管下的松动土去除,然后充分回填夯实并略高。3拆除降水设施和其他临时设施,将余土外运到指定地点,并恢复原状地貌。4.12记录与检查验收公路顶管穿越施工中必须遵守相关的施工管理程序,如放线后的复线、管道试压、管道补口补伤、管道隐蔽等工序都必须做好施工记录,监理现场检查认定合格后,在资料和记录上签字齐全,方可进行下道工序,保证工程施工质量,并做到工程的可追溯性。5.0主要材料及技术措施用料计划表5.1套管

12、穿越受力理论分析1、千斤设备选择：1 顶力计算：顶力计算的力学公式：N=f2D1L+P0+RA 式中：N=千斤顶顶力 f=管壁与土之间的摩擦系数；PV=管顶以上的垂直上压力吨/米2PH=管侧的水平压力吨/米2D1=套管外径米L=套管总长度40米P0=套管总重量20吨A=管端面积米2R=管端切土阻力,对一般土为50吨/米2；管端先挖土时可不计入；f: 湿粉砂为0.450.60,为安全起见选最大值0.60 PV = h gh=a/fkpa=1+ tg D1为套管外径:1.2m 查表fkp为0.6 为250为1.5吨/米2f于是：a=1+ tg =0.332h=0.332/0.6=0.55 PV =

13、 h=1.50.55=0.825由于H=1.82.6 m时,2h=1.11mPH =tg PH =1.5tg =2.69N=0.6 20.40612+P0 + 50 N=53.9T2 经验顶力计算套管顶力经验公式:N=LST 式中：L=顶管长度; S=管子周长mT=单位摩擦阻力。对亚粘土为1.5-2.0吨/m2,采用触变泥浆时可降至0.8-1.0吨/m 2。N=LST=LDT=401.02=75.36T管道顶进时千斤顶的顶力,必须克服管壁与土之间的摩擦阻力和管端切土或挤压阻力。根据计算结果以及千斤的进程,得出结论,选用200T的千斤。主要材料及技术措施用料：序号材料名称数量用途1159钢管20

14、m管排2219钢管30m导向管3=12钢板82m顶管平台,承力板4草袋200只护坡5木板103m基础6石子3m3操作坑基础7石灰3m33：7灰土8铁锹10把挖土9手把灯2个管内照明顶管穿越主要施工机具设备表序号设备名称规格数量用途1千斤顶200T1台顶管施工2液压泵1台千斤顶升压3东风半挂12T3台设备、钢管、套管运输4吊车16T1台设备起吊5吊管机40T1台管道组焊、下沟6中客1辆工人上下班7吉普车1辆指挥8外对口器2191套对口9发电机50Kw1台供电10菲茨焊机2台焊接11离心泵20m3/h2台抽水12补口设备1套防腐补口13卷扬机20T1台牵引主管14农用四轮机3台转运土15蛙式打夯机

15、1台夯实3：7灰土16千斤顶10T2台顶管纠偏23管箍DN15 PN2520只接压力表、仪表阀门17短丝DN25 PN254只单头短丝18短丝DN15 PN256只双头短丝2只,单头短丝4只19无缝钢管60540带弯头15个20无缝钢管114540带弯头26个21无缝钢管22410m带弯头2个22无缝钢管32520 m23隔离带、警示牌200米警示牌30个6.0人员配备6.1 穿越负责人:1人6.2试压技术负责：1人；HSE监督员1人6.3现场操作人员：4人6.4配合工8人7.0安全措施7.1穿越工程施工前,技术质量人员会同HSE监督员对所有施工人员进行安全技术交底,明确各自职责,掌握技术要点

16、,执行施工质量标准。7.2生产管理部积极与气象部门加强联系,随时掌握天气情况,并向现场及时进行通报。7.3所有施工人员进入施工现场,必须穿戴必需的劳保用品。进行吊装作业时,严格执行操作规程,作业半径以内严禁人员通过和滞留。7.4所有用电设备应绝缘良好,使用前由专业电气维修人员进行全面检查,并使用防漏电保护器,以免触电造成人员伤亡。7.5穿越段管道进行试压时,由专人负责安全警戒。试压区域50m范围划为安全防护区,严防闲杂人员进入,严禁人员站在管线上和危险区内,严禁氧、乙炔瓶置于安全禁区。监护人员应与管线保持6米以上距离。在通往试压区的所有进口道设置警告标志,管道内压力解除后再撤去标志。参加试压人

17、员必须听从试压负责人统一指挥,统一步调。7.6顶管机组应做好现场安全防护工作：施工现场设置安全警示牌,施工区域用警示带围护,非施工人员不得在施工区域内走动；顶管作业时在公路上设置明显标志,提醒过往车辆小心减速行驶,夜间施工必须设有照明设施,设夜间警示灯。顶管作业坑内设置逃生梯子,作业前必须检查好作业坑四周土壁,严防坍塌,施工中必须有专人监护。8.0质量保证措施8.1 测量放线,根据管道的设计走向进行放线,并及时与各管理部门办理穿越施工的申请报告及有关手续,待批准后组织实施。按设计交底进行测量放线,并按穿越方案进行施工。8.2 由于设计已对穿越处进行了勘探,在施工时严格按设计及批准的方案进行施工

18、,如施工中发现地下有异常情况时应及时向监理及甲方进行汇报并提出处理方案,待批准后方可进行施工。8.3主管线的组焊技术要求及施工程序与一般地段相同,组焊完毕后进行100% X射线探伤,且检验合格后进行补口补伤。8.4按设计要求在穿越的处设置标志桩。8.5管线起吊穿越吊管时,防腐补伤人员必须配合严谨,进行管线外防腐层的检查,有伤损必须行补伤作业,合格后尽快穿越。起吊时必须使用尼龙吊带,确保外防腐层不被损坏。8.6回填、恢复地貌：施工完毕后,应进行管沟回填,靠近公路的回填土应分层夯实,恢复边坡、排水沟等道路设施。在穿越地段的两端埋设标志桩、警示牌等,并将穿越施工中留下的废钢铁、防腐材料、污物、废弃物等全部清离现场,保护周围环境。